复杂难处理铀矿绿色高效生物堆浸关键技术与应用-江西省教育厅
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    来源:东华理工大学             发布时间:2025-01-20             
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    (一)成果简介

    硬岩型铀矿是我国重要的铀资源类型,赣粤两省约占全国已探明铀资源储量的三分之一,大部分为高氟低硫、高钛、极低品位等复杂难处理铀矿,常规化学处理成本高、铀浸出效率低、环境污染风险大,其绿色高效提取是亟待攻克的世界性难题。为解决上述难题,项目组在国家863计划、国家国际科技合作计划、国家自然科学基金和江西省科技支疆等项目的系列资助下,历时八年科技攻关,攻克了复杂难处理铀矿绿色高效提取的世界性技术难题,取得了重大突破,获2021年度江西省科学技术奖一等奖。

    技术优势:本项创新技术成果与化学堆浸技术相比,具有适应条件广、金属回收率高、对环境友好的特点,浸出周期缩短了20.6%,显著提高了产能;可采铀资源品位由0.05%降低至0.03%,大幅扩大了经济可采铀资源储量,降低了对外依存度,保障了供应链安全;废液排放量减少17%,渣品位降低16%,放射性元素等有害组分排放大幅减少,显著降低了环境污染,为国家铀资源可靠供给和绿色铀矿山建设提供了可行解决方案。

    技术创新点:

    1. 首创了耐氟抗辐射高效浸矿菌选育新方法,突破了高抗性浸铀菌种选育的关键技术瓶颈。

    2. 创建了“生物-矿物-溶浸液强关联”的铀矿生物强化浸出理论,建立了浸铀菌-FeS-U-H₂O 体系 Eh-pH 关联模型,揭示了铀浸出效率对菌群结构、酸度、氧化还原条件、喷淋强度等多参数耦合匹配的响应机制。

    3. 开发了复杂难处理铀矿高效绿色生物堆浸新技术,攻克了该项世界性重大技术难题,建成了世界规模最大的复杂难处理铀矿生物堆浸示范矿山。与化学堆浸相比,铀浸出效率显著提高,成本明显降低,放射性元素等有害组分排放大幅减少,实现了铀资源的高效绿色开发。

    技术成熟度:可以量产

    知识产权情况:本成果获国家授权发明专利10项、实用新型专利3项、俄罗斯技术诀窍1项。ZL201310746963.1、ZL201310746048.2、ZL201510701246.6、ZL201710451978.3、ZL201410292767.6、ZL201410290677.3、ZL201510931319.0、ZL201510931158.5、ZL201610299804.5、ZL201410003893.5、17-654-2015、ZL201620507091.2、ZL201620507492.8。

    (二)应用情况

    本项成果已成功推广应用于核工业江西矿冶局、中核抚州金安铀业有限公司、中核韶关锦原铀业有限公司、新疆中核天山铀业有限公司等铀矿大基地工业生产,并推广应用至新疆怡宝矿产资源勘查开发有限责任公司和黑龙江多宝山铜业股份有限公司等低品位铜矿资源的开发利用,产生经济效益已达1.77亿元,铀矿开采边界品位由0.05%降低至0.03%,增加潜在资源价值200多亿元。

    (三)市场化前景

    我国已向世界庄严承诺2030年左右达到碳排放峰值,节能减排压力巨大,积极安全发展核电这一清洁能源已成为重要的国家能源战略。铀作为主要核燃料,是保障国防核威慑能力建设的基石和核能发电的粮食,需求量也随之与日俱增。然而,我国南方火山岩、花岗岩型铀矿床及其他硬岩铀矿床含高氟铀矿石达数千万吨之巨,本课题的研究成果可为解决这部分难采铀资源的高效开发提供一条有效途径。同时,本项目成果对全国类似矿山的高氟低品位铜、金等金属资源的开采亦具有重要的借鉴作用。


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